Space: Science & Technology | 深圳先進院揭示模擬空間極低劑量電離輻射致早期胚胎發(fā)育損傷機制并提出干預策略
5月11日,天舟十號貨運飛船在文昌成功發(fā)射,搭載41項在軌科學實驗載荷奔赴中國空間站。
其中,中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱“深圳先進院”)醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心研究員雷曉華團隊聚焦哺乳動物空間早期胚胎發(fā)育,將1-細胞、2-細胞、4-細胞階段小鼠胚胎接種于自主研制的胚胎微流控芯片培養(yǎng)盒中,通過天舟十號貨運飛船送至中國空間站,在軌培養(yǎng)52至96小時,系統(tǒng)開展在軌觀測和返回樣品的多層次分析,以期揭示空間環(huán)境對哺乳動物早期胚胎的影響及損傷機制。在軌實驗期間,團隊將重點關注小鼠早期胚胎中合子基因組激活時期的發(fā)育情況。
5月15日,雷曉華團隊圍繞空間生命科及胚胎發(fā)育領域發(fā)表最新研究成果。他們在Space: Science & Technology發(fā)表題為"NADPH Oxidase/Antioxidant Dual-Target Intervention Reduces Radiation-Induced Embryo Defects in mice"的最新論文。該研究系統(tǒng)揭示了慢性極低劑量電離輻射對小鼠胚胎發(fā)育的不良影響,并提出通過NADPH氧化酶抑制劑apocynin聯(lián)合維生素C進行雙靶點干預的新策略,為空間
在軌低劑量輻射條件下的生殖健康防護提供了新的理論依據(jù)和實驗支撐。
在深空探測和長期載人航天不斷推進的背景下,空間環(huán)境效應對生命和生殖健康的影響日益受到關注。尤其是極低劑量電離輻射是否會影響哺乳動物早期胚胎發(fā)育,以及能否通過有效手段進行防護,是當前空間生命科學領域亟待回答的重要問題。
該研究發(fā)現(xiàn),極低劑量電離輻射可對小鼠早期胚胎發(fā)育造成持續(xù)影響。體外實驗中,1細胞期胚胎累計接受2 mGy輻射后,囊胚發(fā)育能力顯著受損,并出現(xiàn)與氧化應激和發(fā)育調控相關的基因異常表達;體內實驗中,妊娠早期小鼠累計接受10 mGy輻射后,其后代出現(xiàn)產(chǎn)仔數(shù)減少、出生體重下降和體長縮短等表型異常。進一步研究表明,apocynin聯(lián)合維生素C干預可有效緩解發(fā)育損傷,并部分逆轉相關分子異常,揭示了氧化應激及表觀遺傳改變在其中的重要作用。
該研究揭示,慢性極低劑量電離輻射并非“完全無害”,其對早期胚胎發(fā)育的影響具有明確的劑量依賴性。相關成果不僅為認識空間環(huán)境下哺乳動物生殖與發(fā)育風險提供了新的科學證據(jù),也為未來開展空間生殖健康風險評估、航天員生育力保護及相關防護策略研發(fā)提供了重要參考。同時,該研究對地面醫(yī)學領域中低劑量輻射暴露的生殖安全評估也具有啟發(fā)意義。
深圳先進院研究員雷曉華為論文通訊作者。深圳先進院博士生馬馳原,博士后李秦,研究生張耀、楊雨馨為論文第一作者。該工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃變革性技術關鍵科學問題重點專項、國自然面上基金以及國家載人航天工程空間站第二批科學實驗項目,廣東省基礎研究與應用研究,深圳中歐創(chuàng)新醫(yī)藥與健康研究中心等項目經(jīng)費支持。


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